【化学—选修2：化学与技术】
近年来，为提高能源利用率，西方提出共生理念——为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。
（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO2制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，该电池电动势为1.06V。实际过程中，将SO2通入电池的 极（填“正”或“负”），负极反应式为 ；用这种方法处理SO2废气的优点是 。
（2）以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：
①生产中，向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是 。
②下列有关说法正确的是 (填序号)。
| A．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙 |
B．反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4＋4C CaS＋4CO↑ |
| C．反应IV需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解 |
| D．反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥 |
③反应V中选用了40%的乙二醇溶液做溶剂，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是 。
④（NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式 。
我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：
| pH |
6.5～8.5 |
| Ca2+、Mg2+总浓度 |
＜0.0045mol·L-1 |
| 细菌总数 |
＜100个/mL |
某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意
图如下：
（1）源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等，加入CaO后生成，进而发生若干个化学反应，请写出其中任意一个反应的离子方程式 。
（2）加入絮凝剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是 （填写序号）。
①只有物理过程，无化学过程
②只有化学过程，无物理过程
③既有物理过程，又有化学过程
（3）FeSO4·7H2O是常用的絮凝剂，加入后最终生成红褐色胶状沉淀，则这种沉淀是 （填写化学式）。
（4）通入二氧化碳的目的是 和 。
（5）物质A的作用是 ，则A可以选择下列物质中的 （填写序号）。
①ClO2②SO2③液氯④Ca(ClO2)2⑤浓硫酸
（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是在高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体，我国南海海底有极其丰富的“可燃冰”资源。将“可燃冰”从海底取出时易融化，释放出的甲烷气体将泄漏于大气中而产生严重的环境问题，这是目前开采“可燃冰”遇到的技术难题，请据此回答：
①甲烷气体泄漏于大气中会造成怎样的环境问题？答： 。
②请你运用所学的物质结构知识解释“可燃冰”为何易融化放出气体？
答： 。
（2）设计出燃料电池使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人设计了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入液化石油气（以C4H10表示），电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-。
①已知该电池的负极反应为：C4H10+13O2--26e-4CO2+5H2O，则该电池的正极反应式为 ，电池工作时，固体电解里的O2-向极移动。
②液化石油气燃料电池最大的障碍是氧化还原不完全而产生的 （填写物质的名称）堵塞电极的通气管道。
（3）能源的紧缺在很大程度上制约了我国的经济发展，请你提出解决能源紧缺问题的两点建议：① ，
② 。
某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然氨气具有还原性，能否象H2那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究：
（一）制取氨气
（1）实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，写出反应的化学方程式 。
（2）实验室还可在 （填一种试剂）中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。
（二）实验探究
该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物，实验装置（夹持及尾气处理装置未画出）图如下：
（1）该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，你对该装置的改进措施是 。
（2）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝，同时生成一种无污染的气体。请写出NH3与CuO反应的化学方程式
（三）问题讨论
（1）有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知Cu2O是红色粉末，是一种碱性氧化物，在酸性溶液中，Cu+能自身发生氧化还原反应生成Cu2+和Cu。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O：
（2）在解决了问题（1）后，又有同学提出：Cu2O与CuO的热稳定性哪个更强？于是他们进行了如下实验：取98 g Cu(OH)2固体，加热到80℃~100℃时，得到黑色固体粉未，继续加热到1000℃以上，黑色粉未全部变成红色粉未A。冷却后称量，A的质量为72 g。据此可推得A为 ，由此得到的结论是 。
（A）HN3称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。N3—也被称为类卤离子。用酸与
叠氮化钠反应可制得叠氮酸。而叠氮化钠可从下列反应制得：
NaNH2+N2O=NaN3+H2O。HN3、浓盐酸混合液可溶解铜、铂、金等不活泼
金属，如溶解铜生成CuCl2—。铜和铂的化合物在超导和医药上有重要应用，
Cu的化合物A（晶胞如图）即为超导氧化物之一，而化学式为Pt(NH3)2Cl2
的化合物有两种异构体，其中B异构体具有可溶性，可用于治疗癌症。试
回答下列问题：
（1）基态氮原子核外电子排布的轨道表示式为。
（2）元素N、S、P的第一电离能（I1）由大到小的顺序为。
（3）HN3属于晶体，N3—的空间构型是_____，与N3—互为等电子体的分子的化学式为（写1种）。NH2—的电子式为，其中心原子的杂化类型是。
（4）CuCl2—中的键型为，超导氧化物A的化学式为
（5）治癌药物B的结构简式为
（B）以下是以绿矾、碳酸氢铵和氯化钾为原料制备生产市场较紧俏的硫酸钾产品的新工艺 。已知：反应（Ⅰ）的化学方程式为：FeSO4•7H2O+2NH4HCO3= FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O
反应（Ⅱ）的化学方程式为：(NH4)2SO4+2KC1=K2SO4+ 2NH4Cl
工艺流程如下：
试回答下列问题：
（1）该工艺中的副产品是。（填化学式）
（2）操作C的名称为。
（3）原料绿矾、碳酸氢铵的最佳投料比是（质量比）时，FeSO4的转化率大于95%。
（4）物质甲是（填化学式），反应（Ⅲ）是甲物质与适量空气煅烧，温度为700～800℃，煅烧时间为1～1．5 h时可获得符合国标一级品要求的氧化铁红，其化学方程式是__________。
1,3-丙二醇是生产新型高分子材料PTT的主要原料，目前1,3-丙二醇的生产的路线有：以石油裂解气为原料的两条石化合成路线和一条生物工程法合成路线。
【路线1】丙烯醛水合氢化法：
【路线2】环氧乙烷甲酰化法：
【路线3】生物发酵法：
（1）A的结构简式为。
（2）从合成原料来源的角度看，你认为最具有发展前景的路线是（填1、2或3），理由是。
（3）以1,3-丙二醇与对苯二甲酸为原料可以合成聚酯PTT，写出其化学方程式。
（4）已知丙二酸二乙酯能发生以下反应：
利用该反应原理，以丙二酸二乙酯、1,3-丙二醇、乙醇为原料合成
，请你设计出合理的反应流程图。提示：①合成过程中无机试剂任选，②合成反应流程图表示方法示例如下：